变焦和对焦是camera工作中重要的一部分，对于其工作原理的理解是重要且必要的。下图整理出了变焦和对焦的分类以及实现过程。
对于常用的三种对焦方式反差对焦(CAF)、相位对焦(PDAF)、激光对焦(LDAF)通过图像生动仔细的理解可参考以下几个博客内容：
PDAF（相位对焦）的基本原理_qq_41581769的博客-CSDN博客_相位对焦
介绍几种常见的对焦基本原理_Winston_Jory的博客-CSDN博客_对焦原理
zgolee的博客_CSDN博客-android,linux OS,linux驱动领域博主
CAF（contrast auto focus）对焦原理
其过程类似于“爬山算法”，即马达从近焦到远焦搜索一遍，对该过程中所有的差值进行计算，得到最大的差值，再让马达返回至最大差值的地方即为合焦点。该对焦方法认为图像最清晰的点也是对比度最大的点。相机会驱动镜头，沿着指向被摄物的轴线改变对焦点，并在每个对焦点上获取影像，得到像素亮度值并求得所有像素的亮度之和，与下一个对焦点上获得的图像的各像素亮度值之和做差即可得两个焦点间的反差值。对比筛选出反差最大的，驱动镜头，将焦点放置于反差值最大的焦点上，即得到正确的焦点，并根据反差量最大的值确定是否合焦，即对焦完成。所以反映在用户手机屏幕上时，则是由模糊到清晰再到模糊，最终清晰的“拉风箱”式的过程。这种判断能获得非常高的对焦精度，实际使用也是如此。这种对焦技术被称为反差式对焦。
高通平台的反差 AF (CAF) 通过监测陀螺仪传感器的运动值和亮度值的绝对误差和 (SAD) 来检测场景变化并触发搜索。如果变化符合稳定性和可信度标准，则 CAF 会触发搜索，搜寻获得最高 FV 的镜头位置。
PDAF(phase different auto focus)对焦原理
左图为CCD在焦前的情况，右图为焦后。当CCD在焦后时，在线阵CCD1和CCD2上会发现聚焦点CCD1的在左，反之，则聚焦点CCD2的在左（图中红色标记的光线）。以轴上点为例，紫色光线代表经过上半部分透镜的光线，而蓝色代表经过下半部分透镜的光线，可以看到，当CCD在焦前的时候，上半部分的CCD接收到的是上半部分的光线，而下半部分的CCD则接收到的是下半部分的光线，反之，在焦后的时候恰好相反。那么如果我们可以区分光线是来自透镜的上半部分还是下半部分，我们就可以知道是焦前还是焦后了。不难发现，CCD越接近理想成像面，两色光线在CCD上所成像越接近，当恰好成像清晰时，两色光线是重合成一点的。
PDAF sensor的一种实现如下图所示，在CMOS上面一半的位置加了金属遮盖，这样，被遮住左边一半的像素点就只能接受左边来的光，同理，pair的被遮住右边一般的像素点就只能接受右边来的光。一般在CMOS中，遮住左边和遮住右边的像素点是在相邻位置会成对出现。以下三种为不同结构的shield方式，第一种为两个pixel分别被遮住左边和右边；第二种为相邻两个pixel分别被遮住左边和右边但是共用一个macro lens；第三种为同一个pixel被分为两半
PDAF算法在获得PD数据后进行一步重要的操作，由于镜头马达受重力等影响，合焦点的PD值会出现偏差，这样容易使得算法出现误判，因此需要标定，即求相位差与镜头移动距离之间的关系系数，该系数近似直线的斜率，并将该系数烧录进OPT，对所有镜头进行标准。这样可以通过相位差就可以判断镜头需要移动的距离，马达驱动可以根据相位差判断马达该前进或后退几圈才能到达对焦点。
下图为自动对焦过程，嵌入PD pixel的sensor读出的数据被分成两部分，一部分是图像流，图像经过isp处理得到亮度数据为反差对焦提供数据，另一部分是PD数据，通过相位统计进入Hybrid AF(模式管控模块，就是选择用哪种对焦算法，比如用反差对焦、相位检测对焦或者二者同时使用等模式)，最后给AF驱动下发指令，马达根据指令进行对焦。
